[비욘드포스트 이봉진 기자] 상명대학교(총장 김종희) 화학에너지공학과 강상욱 교수 연구팀이 계면활성제를 배제하고도 장기간 보습 효과와 구조적 안정성을 유지하는 화장품 세럼 원천 기술을 개발하고, 그 작동 원리를 분자 수준에서 규명하는 데 성공했다.
일반적인 화장품 세럼은 빠른 수분 공급이 장점이지만, 시간이 흐를수록 보습력이 저하되고 저장 중 성분이 응집되거나 층이 분리되는 한계가 있다. 이를 방지하고자 화장품 업계에서는 주로 계면활성제를 사용해 왔으나, 성분에 따라 피부 장벽 손상이나 민감성 피부 자극을 유발할 수 있다는 우려가 꾸준히 제기돼 왔다.
이에 강상욱 교수 연구팀(제1저자 조은채)은 친환경 바이오 기반 고분자인 하이드록시에틸셀룰로오스(Hydroxyethyl Cellulose, 이하 HEC)를 활용해 새로운 해법을 제시했다.
연구진은 HEC가 세럼 내에서 단순히 점도를 높이는 첨가제에 머물지 않고, 분자를 조직화하는 '고분자 스캐폴드(Polymer scaffold)' 역할을 수행하며 분자 간 결합을 이끈다는 사실을 확인했다. 계면활성제 없이도 고분자 네트워크를 형성해 화장품의 구조적 안정성을 확보한 것이다.
연구진의 실험 결과, HEC가 포함된 세럼은 피부 도포 직후 수분 함량이 약 75%까지 상승했다. 특히 6시간이 지난 후에도 약 44%의 수분을 유지하며, HEC가 포함되지 않은 세럼 대비 월등한 장기 보습 성능을 입증했다. 아울러 제조 후 7일이 경과한 시점에서도 30분간의 수분 감소율이 약 5%에 불과해 초기 보습 성능이 그대로 유지됐다.
강상욱 교수는 "기존에 단순 점증제로 쓰이던 HEC가 분자 수준에서 고분자 네트워크를 형성해 물 분자의 거동과 성분 분포를 통제하는 핵심 구조체라는 점을 밝혀냈다"며 "계면활성제 없이 보습 효과와 구조 안정성을 동시에 구현함으로써 친환경 화장품 소재 개발에 새로운 이정표를 제시했다"고 연구 의의를 설명했다.
해당 기술은 화장품 세럼 분야를 넘어 친환경 스킨케어 소재, 바이오 기반 기능성 화장품, 피부 약물 전달 시스템 등 다양한 산업군에 적용될 전망이다.
한편, 이번 연구 논문(Hydroxyethyl cellulose as carbohydrate polymer scaffold for surfactant-free serums with enhanced hydration and structural stability)은 피인용지수(IF) 8.7을 기록하며 JCR(저널 인용 보고서) 분야별 상위 6.3%에 랭크된 국제 저명 학술지 '국제 생물 고분자 저널(International Journal of Biological Macromolecules)' 2026년 6월호에 게재됐다.
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